7. Pada bidang perminyakan dipakai sebagai bahan penyulingan bahan mentah dan zat perantara.
2.4. Uji Tarik
Gambar 2.3 Mesin Uji Tarik Mengetahui sifat – sifat suatu bahan, tentu kita harus mengadakan
pengujian terhadap bahan tersebut. Ada empat jenis uji coba yang biasa dilakukan, yaitu uji tarik tensile test, uji tekan compresion test, uji torsi torsion test, dan
uji geser shear test. Uji tarik adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini
sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS 2241. Dengan
menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu
bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman grip yang kuat dan kekakuan yang tinggi highly. Brand terkenal
untuk alat uji antara lain adalah antara lain adalah Shimadzu, Instron dan Dartec. Bila suatu bahan di tarik dalam hal ini suatu logamsampai putus, kita
akan mendapat profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva seperti digambarkan pada gambar di bawah ini. Kurva ini menunjukkan hubungan antara
gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain
Universitas Sumatera Utara
yang memakai bahan tersebut. Biasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan tersebut dalam menahan beban. Kemampuan ini
umumnya disebut “Ultimate Tensile Strength” disingkat dengan UTS, dalam bahasa Indonesia disebut tegangan tarik maksimum.
Gambar 2.4 Hasil dan kurva pengujian tarik
2.4.1 Hukum Hooke Hooke’s Law Untuk hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik,
hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di
daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke sebagai berikut:
rasio tegangan stress dan regangan strain adalah konstan
Stess adalah beban dibagi luas penampang bahan dan strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan
Stress:σ = FA F: gaya tarikan, A: luas penampang
Strain: ε = ∆LL∆L: pertambahan panjang, L: panjang awal
Universitas Sumatera Utara
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan :
E=σε
Untuk memudahkan pembahasan, Gambar diatas kita modifikasi sedikit dari hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang menjadi hubungan
antara tegangan dan regangan stress vs strain. Selanjutnya kita dapatkan Gambar 2, yang merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. E adalah
gradien kurva dalam daerah linier, dimana perbandingan tegak σ dan regangan
ε selalu tetap. E diberi nama “Modulus Elastisitas” atau “Young Modulus”. Kurva yang menyatakan hubugnan antara strain dan stress seperti ini kerap
disingkat kurva SS SS curve
Gambar 2.5 Kurva tegangan – regangan Sumber : https:www.mengenal+uji+tarik+Azhari+Sastranegara
Universitas Sumatera Utara
Bentuk bahan yang diuji, untuk logam biasanya disebut spesimen dengan dimensi seperti pada Gambar 2.6, berikut :
Gambar 2.6 Dimensi spesimen standar uji tarik E8 ASTM Volume 3 Sumber:https:www.google.co.idsearch?q=Dimensi+spesimen+standar+uji+tari
k+E8+ASTM+Volume+3
Perubahan panjang dari spesimen dideteksi lewat pengukur regangan strain gage yang ditempelkan pada spesimen seperti diilustrikan pada Gambar 4.
Bila pengukuran regangan ini mengalami perubahan panjang dan penampang, terjadi perubahan nilai hambatan listrik yang dibaca oleh detektor dan kemudian
dikonversi menjadi perubahan regangan. 2.4.2 Detail Profil Uji Tarik dan Sifat Mekanik Logam
Disini dibahas profil data dari tensile test secara lebih detail. Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji tarik dapat
digeneralisasi seperti pada Gambar 2.6
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.7 Profil data hasil uji tarik Sumber : https:www.mengenal+uji+tarik+Azhari+Sastranegara
Sifat – sifat mekanik bahan dengan berpedoman pada hasil uji tarik seperti pada Gambar 2.7. Asumsikan uji tarik mulai dari titik O sampai D sesuai dengan
dengan arah panah dalam gambar.
o
Batas elastis
σE
elastic limit Dalam Gambar 2.6 dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi
beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula tepatnya hampir kembali ke kondisi semula yaitu
regangan “nol” pada titik O lihat inset dalam Gambar 2.6. Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A,hukum Hooke tidak lagi berlaku dan terdapat
perubahan permanen dari bahan. Terdapat konvensi batas regangan permanen permanent strain sehingga masih disebut perubahan elastis yaitu kurang dari
0,03, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0,005. Tidak ada standarisasi yang universal mengenai nilai ini.
Universitas Sumatera Utara
o
Batas proporsional
σp
proportional limit Titik sampai dimana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerer. Tidak ada
standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.
o
Deformasi plastis plastic deformation
Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada gambar 2.6 yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan
mencapai daerah landing.
o
Tegangan luluh atas
σ
uy
upper yield stress Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing
peralihan deformasi elastis ke plastis.
o
Tegangan luluh bawah
σ
ly
loweryield stress Tegangan rata – rata daerah landing sebelum benar – benar memasuki fase
deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan lulu yield stress, maka yang dimaksud adalah tegangan ini.
o
Regangan luluh
ε
y
yield strain Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi palstis
o
Regangan elastis
ε
e
elastic strain Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban
dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.
o
Regangan plastis
ε
p
plastic strain Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan
regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.
o
Regangan total total strain
Merupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastis,
ε
T
= ε
e
+ ε
p
.Perhatikan beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan
besar regangan yang tinggal OE adalah regangan plastis.
o
Tegangan tarik maksimum TTM UTS, ultimate tensile strength
Pada Gbr. 2.6 ditunjukkan dengan titik C
σ
β
,merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.
Universitas Sumatera Utara
o
Kekuatan patah breaking strength
Pada Gbr. 2.6 ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan dimana bahan yang diuji putus atau patah.
o
Tegangan luluh pada data tanpa batas jelas antara perubahan elastis dan plastis
Untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier dan landing yang jelas, tegangan luluh biasanya didefenisikan sebagai tegangan yang menghasilkan
regangan permanen sebesar 0,2 , regangan ini disebut offset-strain Gbr. 2.7
Gambar 2.8 Penentuan tegangan luluh yield stress untuk kurva tanpa daerah linier
Perlu u n ntuk diingat bahwa satuan SI untuk tegangan stress adalah Pa Pascal, Nm
2
dan strain adalah besaran tanpa satuan. 2.4.3
Interpretasi hasil uji tarik:
a. Kelenturan ductility
Kategori